DE102009044358A1

DE102009044358A1 - Motor controller for tandem control

Info

Publication number: DE102009044358A1
Application number: DE102009044358A
Authority: DE
Inventors: Kazuomi Maeda; Yukio Toyozawa; Yasusuke Iwashita
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: CN101794136B; CN101794136A; JP4677037B2; JP2010172054A; DE102009044358B4; US8436565B2; US20100181955A1

Abstract

In einer Positions-Tandemregelung, in der ein bewegliches Teil von zwei Motoren angetrieben wird, wird ein Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem für einen Motor auf das Integrierelement der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem für den anderen Motor kopiert. Eine Vorbelastung wird zu einem Drehmomentbefehl addiert, den jede Geschwindigkeitsregeleinheit in den Motorregelsystemen für die beiden Motoren ausgibt, so dass Drehmomente in einander entgegengesetzten Richtungen erzeugt werden, um ein Spiel zwischen Zahnrädern zu unterdrücken.In a position tandem control in which a movable part is driven by two motors, an output value of the speed control unit integrating element in the control system for one motor is copied to the speed control unit integrating element in the control system for the other motor. A preload is added to a torque command that each speed control unit outputs in the engine control systems for the two motors so that torques are generated in opposite directions to suppress backlash between gears.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

Die Erfindung betrifft einen Motorregler, der eine Tandemregelung ausführt, bei der ein angetriebener Körper von zwei Motoren angetrieben wird.The The invention relates to a motor controller that performs a tandem control, in which a powered body powered by two motors becomes.

2. Beschreibung des Stands der Technik2. Description of the stand of the technique

Kann in einem Antriebsmechanismus, beispielsweise einem Roboter oder einer Werkzeugmaschine, die Bewegungsachse nicht durch einen Motor beschleunigt oder verzögert werden, weil der zu bewegende angetriebene Körper zu groß ist, oder kann ein angetriebener Körper nicht stabil bewegt werden, weil das Spiel zwischen dem Motor und dem angetriebenen Körper zu umfangreich ist, so verwendet man eine Tandemregelung, bei der zwei Motoren Befehle erhalten und einen angetriebenen Körper antreiben. Man kennt zwei Arten von Tandemregelung, nämlich die Drehmoment-Tandemregelung und die Positions-Tandemregelung.can in a drive mechanism, such as a robot or a machine tool, the axis of motion not by a motor be accelerated or delayed because of the moving driven body is too big, or may be driven body can not be moved stably, because the Game between the engine and the driven body is extensive, so you use a tandem, in which two Engines receive commands and a powered body drive. There are two types of tandem control, namely the torque tandem control and the position tandem control.

Im US-Patent 5,646,495 ist das Stabilisieren (Schlagkorrektur) einer Drehmoment-Tandemregelung offenbart, bei der eine Achse von zwei Motoren angetrieben wird, sowie das Zufügen einer Vorbelastung zum Unterdrücken des Spiels. 14 zeigt ein Blockdiagramm, das die Hauptteile eines Motorreglers für die Drehmoment-Tandemregelung darstellt. Der Hauptmotor (nicht dargestellt) und der Hilfsmotor (nicht dargestellt) werden über Spannungsbefehle von zugehörigen Stromregeleinheiten angesteuert.in the U.S. Patent 5,646,495 For example, stabilization (impact correction) of a torque tandem control is disclosed in which one axle is driven by two motors and the addition of a preload to suppress the backlash. 14 shows a block diagram illustrating the main parts of an engine governor for the torque tandem control. The main motor (not shown) and the auxiliary motor (not shown) are driven by voltage commands from associated flow control units.

Der Hauptmotor wird durch einen Drehmomentbefehl Tc1' geregelt, den man erhält, indem man ein Vorbelastungsdrehmoment Tp1' zu einem Drehmomentbefehl addiert, den eine Geschwindigkeitsregeleinheit sendet, und den man in eine Stromregeleinheit 13 des Hauptmotors eingibt. Der Hilfsmotor wird dadurch geregelt, dass man ein Vorbelastungsdrehmoment Tp2' zu einem Drehmomentbefehl addiert, den die Geschwindigkeitsregeleinheit sendet, und indem man einen Drehmomentbefehl Tc2', den man durch eine Umkehreinheit erhält, in eine Stromregeleinheit 23 des Hilfsmotors eingibt.The main motor is controlled by a torque command Tc1 'obtained by adding a pre-load torque Tp1' to a torque command sent from a speed control unit and a current control unit 13 of the main motor. The assist motor is controlled by adding a preload torque Tp2 'to a torque command sent by the cruise control unit and converting a torque command Tc2' obtained by a reversing unit into a power control unit 23 of the auxiliary engine.

Das Vorbelastungsdrehmoment Tp1' und das Vorbelastungsdrehmoment Tp2' sind Drehmomentzuschläge, die zu den Drehmomentbefehlen zu addieren sind, die die Geschwindigkeitsregeleinheiten berechnen und ausgeben, damit die Spannung zwischen einem vom Hauptmotor angetriebenen Zahnrad und dem anderen vom Hilfsmotor angetriebenen Zahnrad erhalten bleibt.The Pre-load torque Tp1 'and pre-load torque Tp2' are torque supplements that are among the torque commands are to be added, which calculate the speed control units and output, so that the voltage between a driven by the main motor gear and the other driven by the auxiliary motor gear is maintained.

In der veröffentlichten japanischen Patentschrift Nr. 7-110714 ist ein Verfahren zum Regeln einer Position, einer Geschwindigkeit und eines Drehmoments offenbart, falls ein bewegliches Teil von mehreren Motoren angetrieben wird. Einer dieser Motoren ist ein Servomotor, der die Position und die Geschwindigkeit des beweglichen Teils regelt. Die anderen Motoren sind Motoren, die das Drehmoment regeln können, und die von einem Satz gegebener Drehmomentbefehle angesteuert werden.In the published Japanese Patent Publication No. 7-110714 For example, a method of controlling position, velocity, and torque is disclosed if a movable part is driven by a plurality of motors. One of these motors is a servomotor that controls the position and speed of the moving part. The other motors are motors that can control the torque and are driven by a set of given torque commands.

In der veröffentlichten japanischen Patentschrift Nr. 2003-79180 ist ein Motorregler offenbart, der eine Tandemregelung vornimmt, bei der ein bewegliches Teil von einem Masterachsenmotor und einem Slaveachsenmotor bewegt wird, wobei ein willkürlicher Drehmomentwert durch Tiefpassfiltern einer Differenz zwischen einem Drehmomentbefehl für den Masterachsenmotor und einem Drehmomentbefehl für den Slaveachsenmotor berechnet wird. Der durch die Berechnung erhaltene willkürliche Drehmomentwert wird zum Drehmomentbefehl für den Slaveachsenmotor addiert, so dass der Drehmomentbefehl für den Slaveachsenmotor allmählich auf den Drehmomentbefehl für den Masterachsenmotor korrigiert wird.In the published Japanese Patent Publication No. 2003-79180 there is disclosed a motor controller that performs a tandem control in which a movable part is moved by a master axis motor and a slave axis motor, wherein an arbitrary torque value is calculated by low-pass filtering a difference between a torque command for the master axis motor and a torque command for the slave axis motor. The arbitrary torque value obtained by the calculation is added to the torque command for the slave-axis motor, so that the torque command for the slave-axis motor is gradually corrected to the torque command for the master-axis motor.

Im US-Patent 6,809,493 ist ein Servoregler offenbart, der eine Tandemregelung vornimmt, in der ein angetriebener Körper von mehreren Motoren angetrieben wird. Dieser Servoregler, siehe 13, enthält Positionsregeleinheiten 11 und 21, Geschwindigkeitsregeleinheiten 12 und 22, Stromregeleinheiten 13 und 23, Stromverstärker 14 und 24, und Geschwindigkeitsdetektoren 17 und 27 für jeden Motor. Der Servoregler umfasst zudem eine Vorrichtung 5 für die gemeinsame Verwendung des Geschwindigkeitsintegrierers, der den Ausgabewert eines Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit 12 an den Ausgabewert eines Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit 22 angleicht. In die Regelsysteme für die zwei Motoren 15 und 25, die für die Tandemregelung verwendet werden, wird der gleiche Befehl eingegeben, und die Ausgabewerte der Integrierelemente der Geschwindigkeitsregeleinheiten 12 und 22 werden von der Vorrichtung 5 für die gemeinsame Verwendung des Geschwindigkeitsintegrierers im Wesentlichen miteinander identisch gehalten.in the U.S. Patent 6,809,493 For example, there is disclosed a servo-controller which performs a tandem control in which a driven body is driven by a plurality of motors. This servo drive, see 13 , contains position control units 11 and 21 , Speed control units 12 and 22 , Current control units 13 and 23 , Current amplifier 14 and 24 , and speed detectors 17 and 27 for every engine. The servo controller also includes a device 5 for the common use of the speed integrator, which determines the output value of an integrating element of the speed control unit 12 to the output value of an integrating element of the cruise control unit 22 equalizes. In the control systems for the two engines 15 and 25 , which are used for the tandem control, the same command is input, and the output values of the integrating elements of the speed control units 12 and 22 be from the device 5 are substantially identical to each other for the common use of the speed integrator.

Bei der Vorgehensweise zum Addieren eines Vorbelastungsdrehmoments, die in im US-Patent 5,646,495 offenbart ist, wird, wenn das Spiel zwischen den Zahnrädern einer Werkzeugmaschine oder einer ähnlichen Vorrichtung zu groß ist, bei der Drehmoment-Tandemregelung dem Mastermotor und dem Slavemotor ein Vorbelastungsdrehmoment zuaddiert, um das Spiel zu unterdrücken. In dieser Patentschrift wird jedoch das Vorbelastungsdrehmoment sprungartig zuaddiert, so dass beim Zufügen oder Wegnehmen des Vorbelastungsdrehmoments ein mechanischer Stoß auftreten kann.In the procedure for adding a preload torque included in the U.S. Patent 5,646,495 is disclosed, when the clearance between the gears of a machine tool or the like is too large, in the torque tandem control, a pre-load torque is added to the master motor and the slave motor to suppress the backlash. In this patent, however, the preload torque is added abruptly, so that when adding or removing the preload torque a mechanical shock can occur.

Wird in der Positions-Tandemregelung, siehe 15, ein Vorbelastungsdrehmoment zugefügt, so wird im Geschwindigkeitsintegrierer der Kehrwert des Vorbelastungsdrehmoments akkumuliert, und das Ausgabedrehmoment nimmt den Wert 0 an. Es ist damit nicht möglich, das Spiel zwischen Zahnrädern zu unterdrücken.Used in position tandem, see 15 , added a preload torque, the inverse of the preload torque is accumulated in the speed integrator, and the output torque assumes the value 0. It is thus not possible to suppress the play between gears.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Motorregler bereitzustellen, der eine Tandemregelung vornimmt, bei der ein angetriebener Körper von zwei Motoren angetrieben wird, und der das Spiel zwischen den Zahnrädern einer Werkzeugmaschine oder einer ähnlichen Vorrichtung unterdrückt, indem dem Drehmomentbefehl für jeden der zwei Motoren ein Vorbelastungsdrehmoment zuaddiert wird.A The object of the invention is to provide a motor controller, which performs a tandem control in which a driven body of Two motors are driven, and the game between the gears a machine tool or similar device suppressed by the torque command for each of the two motors, a preload torque is added.

Der Motorregler der Erfindung weist zwei Motoren zum Antreiben eines angetriebenen Körpers auf, einen Positionsdetektor, der eine Position des angetriebenen Körpers erfasst, und einen Geschwindigkeitsdetektor, der eine Geschwindigkeit des angetriebenen Körpers oder des Motors erfasst.Of the Motor controller of the invention has two motors for driving a driven body, a position detector, the detects a position of the driven body, and a Speed detector that has a speed of the driven Body or engine detected.

Der Motorregler umfasst ein Regelsystem für jeden der beiden Motoren, das enthält:
eine Positionsregeleinheit, die einen Wert des Geschwindigkeitsbefehls errechnet, und zwar abhängig von einem Positionsabweichungswert, der eine Differenz zwischen einem identischen Positionsbefehlswert, der von einem Hostcontroller eingegeben wird, und einem Positionsrückführwert ist, den der Positionsdetektor zurückführt, und die den berechneten Geschwindigkeitsbefehlswert ausgibt;
eine Geschwindigkeitsregeleinheit, die den Geschwindigkeitsbefehlswert empfängt, den die Positionsregeleinheit ausgibt, und die einen Drehmomentbefehl ausgehend von dem derart erhaltenen Geschwindigkeitsbefehlswert und einem Geschwindigkeitsrückführwert berechnet, den der Geschwindigkeitsdetektor zurückführt, und zwar mit Hilfe eines Integrierelements und eines Proportionalelements, und die den berechneten Drehmomentbefehlswert ausgibt; und
eine Stromregeleinheit, die einen Motoransteuerungsstrom abhängig von dem Drehmomentbefehlswert regelt, den die Geschwindigkeitsregeleinheit ausgibt.The engine governor includes a control system for each of the two engines, which includes:
a position control unit that calculates a value of the speed command based on a position deviation value that is a difference between an identical position command value input from a host controller and a position feedback value that the position detector returns, and outputs the calculated velocity command value;
a speed control unit that receives the speed command value that the position control unit outputs, and calculates a torque command based on the speed command value thus obtained and a speed feedback value that the speed detector returns by means of an integrating element and a proportional element and outputs the calculated torque command value; and
a current control unit that regulates a motor drive current depending on the torque command value that the speed control unit outputs.

Der Motorregler umfasst ferner ein Mittel, das einen Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem für einen der beiden Motoren an einen Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem für den anderen der beiden Motoren angleicht; und eine Kompensiereinheit, die einen Vorbelastungsdrehmomentwert zu jedem der Drehmomentbefehlswerte addiert, die die Geschwindigkeitsregeleinheiten in den Regelsystemen für die beiden Motoren ausgeben, damit ein Spiel zwischen den beiden Motoren unierdrückt wird.Of the The engine controller further comprises a means having an output value of Integrating element of the speed control unit in the control system for one of the two motors to an output value of the integrating element the speed control unit in the control system for equalize the other of the two engines; and a compensation unit, which inputs a preload torque value to each of the torque command values which adds the speed control units in the control systems spend for the two engines, thus making a game between the both engines are unierdrückt.

Die Kompensiervorrichtung kann eine Zeitkonstantenschaltung aufweisen, die es erlaubt, den zu addierenden Vorbelastungsdrehmomentwert abhängig von einer vorgeschriebenen Zeitkonstante allmählich zu erhöhen.The Compensating device may have a time constant circuit, which allows the preload torque value to be added to be added from a prescribed time constant gradually increase.

Die Vorrichtung, die die Ausgabewerte der Integrierelemente aneinander angleicht, kann eine Integrierelement-Kopiervorrichtung sein, die den Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem für einen der beiden Motoren auf den Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem für den anderen der beiden Motoren kopiert.The Device, the output values of the integrating elements to each other may be an integrating element copying device which the output value of the integrating element of the speed control unit in the control system for one of the two engines on the Output value of the integrating element of the speed control unit copied in the control system for the other of the two engines.

In dem Motorregler der Erfindung, der eine Tandemregelung vornimmt, bei der zwei Motoren einen angetriebenen Körper antreiben, wird ein Vorbelastungsdrehmoment zu jedem Drehmomentbefehl addiert, den die Geschwindigkeitsregeleinheiten in den Regelsystemen für die beiden Motoren ausgeben, und zwar in einer Weise, dass Drehmomente in einander entgegengesetzten Richtungen erzeugt werden, wodurch ein Spiel verhindert wird. Obwohl das Addieren des Vorbelastungsdrehmoments bewirken kann, dass sich der Kehrwert des Vorbelastungsdrehmoments im Geschwindigkeitsintegrierer akkumuliert und das Ausgabedrehmoment dadurch den Wert null annimmt, wodurch es schwierig wird, das Spiel zwischen Zahnrädern zu eliminieren, kann man diese Schwierigkeit beseitigen, indem man in der Erfindung ein Ausgabesignal des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem für einen Motor auf das Integrierelement der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem für den anderen Motor kopiert.In the engine governor of the invention, which performs a tandem control, where two motors drive a powered body, a preload torque is added to each torque command, the speed control units in the control systems for the two engines spend, and in a way that torques be generated in opposite directions, thereby a game is prevented. Although adding the preload torque can cause the reciprocal of the preload torque accumulated in the velocity integrator and the output torque thereby taking the value zero, which makes it difficult to play To eliminate between gears, you can overcome this difficulty eliminate, by in the invention, an output signal of the integrating element the speed control unit in the control system for a motor on the integrating element of the speed control unit copied in the control system for the other engine.

Zusätzlich unterdrückt das Addieren eines Vorbelastungsdrehmoments, das abhängig von einer vorbestimmten Zeitkonstante allmählich anwächst, einen mechanischen Stoß, der durch das Zufügen des Vorbelastungsdrehmoments verursacht wird.additionally suppresses the addition of a preload torque, depending on a predetermined time constant gradually grows, a mechanical shock caused by the Adding the preload torque is caused.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Es werden nun die Vorteile und Zwecke der Erfindung einschließlich der oben beschriebenen durch eine Beschreibung der Ausführungsform mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erklärt. Es zeigt:It Now the advantages and purposes of the invention are included of the above described by a description of the embodiment explained with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 ein Blockdiagramm eines Motorreglers, in dem ein Vorbelastungsdrehmoment zugefügt wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a block diagram of a Motorreg lers, in which a preload torque is added, according to an embodiment of the invention;

2 ein Beispiel für das gemeinsame Verwenden eines Integrierers in einer Geschwindigkeitsregeleinheit in einem ersten Motorregelsystem und einer Geschwindigkeitsregeleinheit in einem zweiten Motorregelsystem; 2 an example of sharing an integrator in a speed control unit in a first engine control system and a speed control unit in a second engine control system;

3A bis 3C das allmähliche Hinzufügen eines Vorbelastungsdrehmoments ausgehend von einer vorgeschriebenen Zeitkonstante; 3A to 3C gradually adding a preload torque from a prescribed time constant;

4A bis 4D die zeitlichen Änderungen in einem Vorbelastungsdrehmomentwert, den die Kompensiervorrichtung in 1 erzeugt; 4A to 4D the temporal changes in a preload torque value that the compensating device in 1 generated;

5 ein Blockdiagramm des Motorreglers, der die Positions-Tandemregelung wie in 1 dargestellt vornimmt; 5 a block diagram of the engine controller, the position tandem control as in 1 illustrated does;

6 ein Flussdiagramm, das eine Prozedur erläutert, die ein Prozessor (CPU) einer digitalen Servoschaltung des Motorreglers in 5 in jedem Positions- bzw. Geschwindigkeitsregelzyklus vornimmt, wenn die Vorrichtung zum gemeinsamen Verwenden eines Geschwindigkeitsintegrierers (siehe 1) mit der digitalen Servoschaltung verwendet wird; 6 a flowchart which explains a procedure that a processor (CPU) of a digital servo circuit of the motor controller in 5 in each position control cycle when the speed-integrator-sharing device (see FIG 1 ) is used with the digital servo circuit;

7 ein Flussdiagramm eines Algorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment rampenförmig ansteigt, siehe 4B; 7 a flow chart of an algorithm that causes a preload torque increases ramp, see 4B ;

8 ein Flussdiagramm eines Algorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment rampenförmig abfällt; 8th a flowchart of an algorithm that causes a bias torque drops ramped;

9 ein Flussdiagramm eines Algorithmus, der ein Vorbelastungsdrehmoment in zweifach geradliniger Form addiert, siehe 4C; 9 a flow chart of an algorithm that adds a preload torque in two-fold rectilinear form, see 4C ;

10 ein Flussdiagramm eines Algorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment exponentiell ansteigt, siehe 4D; 10 a flow chart of an algorithm that causes a preload torque increases exponentially, see 4D ;

11 ein Flussdiagramm eines Algorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment exponentiell abfällt; 11 FIG. 5 is a flowchart of an algorithm that causes a bias torque to exponentially decay; FIG.

12 ein Flussdiagramm eines Algorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment gemäß einer Exponentialfunktion ansteigt oder abfällt, wobei der Anstieg bzw. Abfall des Vorbelastungsdrehmoments in einfacher Weise berechnet wird; 12 FIG. 4 is a flowchart of an algorithm that causes a pre-load torque to increase or decrease according to an exponential function, simply calculating the increase or decrease in pre-load torque; FIG.

13 eine herkömmliche Positions-Tandemregelung; 13 a conventional position tandem control;

14 eine herkömmlich Drehmoment-Tandemregelung; 14 a conventional torque tandem control;

15 das Zufügen einer Vorbelastung in einer herkömmlichen Positions-Tandemregelung; 15 adding a preload in a conventional position tandem control;

16 das Zufügen eines Vorbelastungsdrehmoments, wobei die integrierten Geschwindigkeitswerte aneinander angeglichen sind, und zwar in einer Positions-Tandemregelung durch den Motorregler der Erfindung. 16 adding a pre-load torque, the integrated speed values being equalized, in position tandem control by the engine governor of the invention.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENTS

1 zeigt ein Blockdiagramm eines Motorreglers, in dem ein Vorbelastungsdrehmoment zugefügt wird, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dieser Motorregler fügt bei der Positions-Tandemregelung ein Vorbelastungsdrehmoment hinzu und steuert einen angetriebenen Körper 4 an, der ein bewegliches Teil ist, und zwar mit Hilfe von zwei Motoren, nämlich einem ersten Motor 15 und einem zweiten Motor 25. 1 FIG. 12 is a block diagram of a motor controller in which a preload torque is added according to an embodiment of the invention. FIG. This engine controller adds preload torque in the position tandem control and controls a driven body 4 which is a moving part, with the help of two motors, namely a first motor 15 and a second engine 25 ,

Ein Regelsystem zum Regeln des ersten Motors 15 weist eine Positionsregeleinheit 11 für die Positionsregelschleife auf, eine Geschwindigkeitsregeleinheit 12 für die Geschwindigkeitsregelschleife, eine Stromregeleinheit 13 und einen Servoverstärker 14. Zusätzlich umfasst der erste Motor 15 einen Geschwindigkeitsdetektor 17, der die Drehgeschwindigkeit des Motors erfasst, und einen Positionsdetektor 18, der die Position des angetriebenen Körpers 4 erfasst und der am angetriebenen Körper 4 an der Seite des ersten Motors 15 angebracht ist.A control system for controlling the first engine 15 has a position control unit 11 for the position control loop on, a speed control unit 12 for the speed control loop, a flow control unit 13 and a servo amplifier 14 , In addition, the first engine includes 15 a speed detector 17 , which detects the rotational speed of the motor, and a position detector 18 , the position of the driven body 4 captured and the driven body 4 on the side of the first engine 15 is appropriate.

Ein Regelsystem zum Regeln des zweiten Motors 25 weist eine Positionsregeleinheit 21 für die Positionsregelschleife auf, eine Geschwindigkeitsregeleinheit 22 für die Geschwindigkeitsregelschleife, eine Stromregeleinheit 23 und einen Servoverstärker 24. Zusätzlich umfasst der zweite Motor 25 einen Geschwindigkeitsdetektor 27, der die Drehgeschwindigkeit des Motors erfasst, und einen Positionsdetektor 28, der die Position des angetriebenen Körpers 4 erfasst und der am angetriebenen Körper 4 an der Seite des zweiten Motors 25 angebracht ist.A control system for controlling the second engine 25 has a position control unit 21 for the position control loop on, a speed control unit 22 for the speed control loop, a flow control unit 23 and a servo amplifier 24 , In addition, the second engine includes 25 a speed detector 27 , which detects the rotational speed of the motor, and a position detector 28 , the position of the driven body 4 captured and the driven body 4 on the side of the second engine 25 is appropriate.

Der Positionsdetektor 18 oder der Positionsdetektor 28 oder beide Detektoren können an einem anderen Ort als dem angetriebenen Körper 4 montiert sein, weil der angetriebene Körper 4 nicht ausreichend steif ist, oder aus anderen Gründen. Man kann statt dessen die Geschwindigkeitsdetektoren 17 und 27 verwenden. In manchen Fällen kann nur einer der Positionsdetektoren 18 und 28 montiert sein. D. h., für jeden der für die Tandemregelung verwendeter Motoren kann ein Positionsdetektor angebracht sein, oder es kann nur ein Positionsdetektor für alle Motoren angebracht sein. Zudem kann der Positionsdetektor an einer Motorabtriebswelle oder einem ähnlichen Teil angeordnet sein, damit er die Position des angetriebenen Körpers 4 durch das Erfassen der Drehposition des Motors feststellt, oder der Positionsdetektor kann direkt an dem angetriebenen Körper 4 befestigt sein, damit er dessen Bewegung erfasst. Man kann als Positionsdetektor eine geradlinige Skala oder einen rotierenden Geber verwenden.The position detector 18 or the position detector 28 or both detectors may be at a location other than the driven body 4 be mounted because of the driven body 4 is not sufficiently stiff, or for other reasons. You can use the speed detectors instead 17 and 27 use. In some cases, only one of the position detectors 18 and 28 be mounted. That is, for each of the motors used for the tandem control, a position detector may be mounted, or only one position detector for all moto be appropriate. In addition, the position detector may be disposed on an engine output shaft or similar part to determine the position of the driven body 4 detected by detecting the rotational position of the motor, or the position detector can directly on the driven body 4 be fixed so that it detects its movement. It is possible to use as a position detector a straight-line scale or a rotating encoder.

Die Positionsregeleinheiten 11 und 21 empfangen von einem (nicht dargestellten) Hostcontroller das gleiche (gemeinsame) Positionskommando, das ein Befehlsverteiler 3 verteilt. Sie subtrahieren Positionsrückführgrößen (Position FB1 und Position FB2), die die am angetriebenen Körper 4 montierten Positionsdetektoren 18 und 28 zurückführen, von dem empfangenen Positionsbefehl, um Positionsabweichungsgrößen zu bestimmen, und sie berechnen aus den gewonnenen Positionsabweichungsgrößen Geschwindigkeitsbefehle und geben sie aus. Ist für den angetriebenen Körper 4 nur ein Positionsdetektor vorgesehen, so werden die Positionsrückführung 1 und die Positionsrückführung 2 einander gleichgesetzt.The position control units 11 and 21 receive from a (not shown) host controller the same (common) position command, which is a command dispatcher 3 distributed. They subtract position feedback magnitudes (position FB1 and position FB2) that are the most driven body 4 mounted position detectors 18 and 28 from the received position command to determine position deviation quantities, and calculate speed commands from the obtained position deviation quantities and output them. Is for the powered body 4 only one position detector provided, so the position feedback 1 and the position feedback 2 equated to each other.

Die Geschwindigkeitsregeleinheiten 12 bzw. 22 empfangen Geschwindigkeitsbefehle von den Positionsregeleinheiten 11 bzw. 21. Sie subtrahieren von den empfangenen Geschwindigkeitsbefehlen Geschwindigkeitsrückführgrößen (Geschwindigkeit FB1 und FB2), die die am Motor befestigten Geschwindigkeitsdetektoren 17 und 27 zurückführen, um Geschwindigkeitsabweichungsgrößen zu gewinnen. Sie nehmen eine Geschwindigkeitsschleifenverarbeitung vor, beispielsweise das Bilden eines proportionalen Werts für die gewonnenen Positionsabweichungsgrößen oder eine Integration, und sie geben die Ergebnisse aus. Die Geschwindigkeitsrückführgrößen (Geschwindigkeit FB1 und FB2), die an die Geschwindigkeitsregeleinheiten 12 und 22 zurückgeführt werden, können Erfassungswerte von einer Geschwindigkeitsdetektorvorrichtung (nicht dargestellt) sein, die die Bewegungsgeschwindigkeit des angetriebenen Körpers 4 direkt misst.The speed control units 12 respectively. 22 receive speed commands from the position control units 11 respectively. 21 , They subtract from the received speed commands speed feedback (speed FB1 and FB2), which are the speed detectors attached to the motor 17 and 27 to derive speed deviation quantities. They make a speed loop processing, for example, taking a proportional value for the obtained position deviation quantities or an integration, and output the results. The speed feedback variables (speed FB1 and FB2) applied to the speed control units 12 and 22 may be detection values from a speed detector device (not shown) representing the speed of movement of the driven body 4 measures directly.

Die Stromregeleinheiten 13 und 23 empfangen Drehmomentbefehle von den Geschwindigkeitsregeleinheiten 12 bzw. 22 und subtrahieren von den erhaltenen Drehmomentbefehlen Stromrückführgrößen, die die Sensoren zum Erfassen von Mo torströmen zurückführen, um Stromabweichungsgrößen zu erhalten. Sie berechnen aus den erhaltenen Stromabweichungsgrößen Spannungsbefehle und geben diese aus. Die Stromrückführung ist in 1 nicht dargestellt.The flow control units 13 and 23 receive torque commands from the speed control units 12 respectively. 22 and subtract, from the obtained torque commands, current feedback quantities that the sensors return to detect motor currents to obtain current deviation quantities. They calculate voltage commands from the received current deviation quantities and output them. The current feedback is in 1 not shown.

Die Servoverstärker 14 und 24 empfangen Strombefehle von den Stromregeleinheiten 13 und 23, und sie erzeugen Ansteuerströme zum Ansteuern der zugehörigen Motoren 15 und 25, und sie steuern die Motoren 15 und 25 an. Der angetriebene Körper 4 bewegt sich, wenn die Motoren 15 und 25 die Ritzel 16 und 26 drehen.The servo amplifiers 14 and 24 receive current commands from the current control units 13 and 23 , And they generate drive currents for driving the associated motors 15 and 25 and they control the engines 15 and 25 at. The powered body 4 moves when the motors 15 and 25 the pinions 16 and 26 rotate.

Wie beschrieben nehmen die Motoren 15 und 25 die Schleifenregelung für die Position, die Geschwindigkeit und den Strom vor, und zwar ausgehend von einem gemeinsamen Positionsbefehl für die beiden Motoren, und sie treiben den angetriebenen Körper 4 durch die resultierende Kraft der Ausgabedrehmomente der beiden Motoren an.As described take the engines 15 and 25 the loop control for the position, the speed and the current, starting from a common position command for the two motors, and they drive the driven body 4 by the resulting force of the output torques of the two motors.

Eine Vorrichtung 5 für die gemeinsame Verwendung des Geschwindigkeitsintegrierers dient dazu, den Ausgabewert eines Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit 12 im ersten Motorregelsystem an den Ausgabewert eines Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit 22 im zweiten Motorregelsystem anzugleichen. Ein Verfahren zum Angleichen des Ausgabewerts eines Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit 12 an den Ausgabewert der Geschwindigkeitsregeleinheit 22 besteht beispielsweise darin, dass man 1) den Integralwert eines in der Geschwindigkeitsregeleinheit 22 des zweiten Motorregelsystems enthaltenen Integrierers auf den Integralwert eines in der Geschwindigkeitsregeleinheit 12 des ersten Motorregelsystems enthaltenen Integrierers umschaltet, oder dass man 2) den Integrierer nur in der Geschwindigkeitsregeleinheit 12 des ersten Motorregelsystems vorsieht und den Ausgabewert des Integrierers in die Geschwindigkeitsregeleinheit 22 des zweiten Motorregelsystems eingibt.A device 5 for the common use of the speed integrator serves to the output value of an integrating element of the speed control unit 12 in the first motor control system to the output value of an integrating element of the speed control unit 22 to be adjusted in the second engine control system. A method of equalizing the output value of an integrating element of the cruise control unit 12 to the output value of the cruise control unit 22 For example, it consists of 1) the integral value of one in the speed control unit 22 of the second motor control system integrator to the integral value of one in the speed control unit 12 2) the integrator only in the speed control unit 12 of the first engine control system and the output value of the integrator in the speed control unit 22 of the second engine control system.

Im Weiteren wird der Grund für den Einsatz der Vorrichtung 5 für die gemeinsame Verwendung des Geschwindigkeitsintegrierers in der Erfindung beschrieben. Wird in der Positions-Tandemregelung eine Beschleunigung bzw. Verzögerung wiederholt, so weicht durch eine Differenz in der Zeiterfassung der Geschwindigkeitsrückführdaten (Geschwindigkeit FB1 und Geschwindigkeit FB2) oder durch Quantisierungsprobleme eines der Integrierelemente der Geschwindigkeitsregeleinheiten 12 und 22 allmählich in der Plus-Richtung ab, wogegen das andere Integrierelement allmählich in der Minus-Richtung abweicht. Dadurch werden überschießende Drehmomentbefehle erzeugt.Furthermore, the reason for the use of the device 5 for sharing the speed integrator in the invention. If acceleration or deceleration is repeated in the position tandem control, one of the integrating elements of the speed control units deviates due to a difference in the time recording of the speed feedback data (speed FB1 and speed FB2) or by quantization problems 12 and 22 gradually in the plus direction, whereas the other integrating element gradually deviates in the minus direction. This will generate overshooting torque commands.

Ist nur ein Positionsdetektor bereitgestellt und werden die Positionsrückführgrößen für die Motoren 15 und 25 aneinander angeglichen (Position FB1 = Position FB2), so gilt:

1) liegt nur eine geringe Differenz zwischen der Motoransteuerungsposition und der vom Positionsdetektor erfassten Position vor, weil beispielsweise der Positionsdetektor an der Motordrehwelle befestigt ist oder nahe am Motoransteuerungsmechanismus, so wird ein Drehmomentbefehl ausgegeben, der auf dem Wert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit im Motorregelsystem beruht, und der vom Positionsdetektor dieser Art festgestellte Erfassungswert wird als Positionsrückführung. zurückgeführt, wodurch die Abweichung der Integrierelemente beseitigt wird;
2) in einem Regelsystem, das vom unter 1) beschriebenen Motor abweicht, bewirkt das Zurückführen des Positionsrückführsignals jedoch nicht das Auslöschen dieser Abweichung, falls das Integrierelement der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem Regelsystem in der Plus- oder Minus-Richtung abweicht, wodurch die Abweichung im Integralwert des Integrierelements erhalten bleibt und sich die Regelung verschlechtert, wodurch in manchen Fällen der Motor überhitzt. Um dieses Problem anzugehen wird die Vorrichtung 5 für die gemeinsame Verwendung des Geschwindigkeitsintegrierers dazu benutzt, die Abweichung des Integralwerts des Integrierelements in der Geschwindigkeitsregeleinheit zu verbessern und dazu, eine Verschlechterung der Motorregelung durch die Abweichung des Integralwerts oder eine auftretende Überhitzung zu verhindern.

If only one position detector is provided and the position feedback quantities for the motors become 15 and 25 aligned with each other (position FB1 = position FB2), then:

1), there is little difference between the motor drive position and the position detected by the position detector because, for example, the position detector is attached to the motor rotary shaft or close to the motor drive mechanism, so becomes a torque command which is based on the value of the integrating element of the speed control unit in the motor control system, and the detection value detected by the position detector of this kind becomes as position feedback. fed back, whereby the deviation of the integrating elements is eliminated;
2) in a control system deviating from the motor described under 1), however, the return of the position feedback signal does not cause the cancellation of this deviation if the integrating element of the speed control unit in the control system deviates in the plus or minus direction, whereby the deviation in the integral value of the integrating element is maintained and the control deteriorates, which in some cases overheats the motor. To tackle this problem will be the device 5 is used for the common use of the speed integrator to improve the deviation of the integral value of the integrating element in the speed control unit and to prevent deterioration of the motor control by the deviation of the integral value or an occurrence of overheating.

2 zeigt ein Beispiel für das gemeinsame Verwenden eines Integrierers in der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem ersten Motorregelsystem und der Geschwindigkeitsregeleinheit in dem zweiten Motorregelsystem. 2 FIG. 14 shows an example of sharing an integrator in the cruise control unit in the first engine control system and the cruise control unit in the second engine control system.

Ein Ausgabewert eines Integrierers 121 der Geschwindigkeitsregeleinheit 12 im ersten Motorregelsystem, siehe 2, wird in einen Integrierverstärker 222 der Geschwindigkeitsregeleinheit 22 im zweiten Motorregelsystem eingegeben. In dieser Anordnung kann man einen Integralwert in der Geschwindigkeitsregeleinheit 12 im ersten Motorregelsystem und in der Geschwindigkeitsregeleinheit 22 im zweiten Motorregelsystem gemeinsam verwenden.An output value of an integrator 121 the speed control unit 12 in the first engine control system, see 2 , becomes an integrating amplifier 222 the speed control unit 22 entered in the second engine control system. In this arrangement, one can obtain an integral value in the speed control unit 12 in the first engine control system and in the cruise control unit 22 in the second engine control system.

Der Integrierer 121 integriert eine Geschwindigkeitsabweichung VER1, die die Differenz zwischen einem Geschwindigkeitsbefehl VCMD1 (Ausgabewert der Positionsregeleinheit 11 im ersten Motorregelsystem) und dem Geschwindigkeitsrückführwert (Geschwindigkeit FB1) ist. Ein Verstärker 122 mit der Integrierverstärkung Ki verstärkt ein Ausgabesignal des Integrierers 121. Ein Verstärker 123 mit der Proportionalverstärkung Kp verstärkt die Geschwindigkeitsabweichung VER1.The integrator 121 integrates a speed deviation VER1, which is the difference between a speed command VCMD1 (output value of the position control unit 11 in the first motor control system) and the speed feedback value (speed FB1). An amplifier 122 with the integral gain Ki amplifies an output signal of the integrator 121 , An amplifier 123 with the proportional gain Kp enhances the speed deviation VER1.

Ein Verstärker 222 mit der Integrierverstärkung Ki in der Geschwindigkeitsregeleinheit 22 im zweiten Motorregelsystem verstärkt ein Ausgabesignal des Integrierers 121. Ein Verstärker 223 mit der Proportionalverstärkung Kp verstärkt eine Geschwindigkeitsabweichung VER2, die eine Differenz zwischen einem Geschwindigkeitsbefehl VCMD2 (Ausgabewert der Positionsregeleinheit 21 im zweiten Motorregelsystem) und dem Geschwindigkeitsrückführwert (Geschwindigkeit FB2) ist.An amplifier 222 with the integral gain Ki in the cruise control unit 22 in the second motor control system amplifies an output signal of the integrator 121 , An amplifier 223 with the proportional gain Kp amplifies a speed deviation VER2 which is a difference between a speed command VCMD2 (output value of the position control unit 21 in the second engine control system) and the speed feedback value (speed FB2).

In 1 erzeugt eine Kompensiervorrichtung 6 einen Vorbelastungsdrehmomentwert abhängig von einem Erregungssignal aus einem Hostcontroller. Sie addiert einen positiven Vorbelastungsdrehmomentwert +Pre zu einem Drehmomentbefehlswert, den die Geschwindigkeitsregeleinheit 12 im ersten Motorregelsystem ausgibt, und sie addiert einen negativen Vorbelastungsdrehmomentwert –Pre zu einem Drehmomentbefehlswert, den die Geschwindigkeitsregeleinheit 22 im zweiten Motorregelsystem ausgibt.In 1 generates a compensating device 6 a bias torque value dependent on an excitation signal from a host controller. It adds a positive preload torque value + Pre to a torque command value given by the cruise control unit 12 in the first engine control system and adds a negative preload torque value -Pre to a torque command value supplied by the cruise control unit 22 in the second engine control system.

Der erste Motor 15 wird durch die Eingabe des Drehmomentbefehlswerts (Tc1 + Pre), den man durch das Addieren des Vorbelastungsdrehmomentwerts +Pre zum Drehmomentbefehlswert Tc1 erhält, den die Geschwindigkeitsregeleinheit 12 ausgibt, in die Stromregeleinheit 13 geregelt. Der zweite Motor 25 wird durch die Eingabe eines Drehmomentbefehlswerts (Tc2 – Pre), den man durch das Addieren des Vorbelastungsdrehmomentwerts –Pre zum Drehmomentbefehlswert Tc2 erhält, den die Geschwindigkeitsregeleinheit 22 ausgibt, in die Stromregeleinheit 23 geregelt.The first engine 15 is input to the speed control unit by inputting the torque command value (Tc1 + Pre) obtained by adding the preload torque value + Pre to the torque command value Tc1 12 returns to the flow control unit 13 regulated. The second engine 25 is input to the cruise control unit by inputting a torque command value (Tc2 - Pre) obtained by adding the preload torque value -Pre to the torque command value Tc2 22 returns to the flow control unit 23 regulated.

Die Vorbelastungsdrehmomentwerte +Pre und –Pre sind festliegende Zuschläge, die zu den Drehmomentwerten Tc1 bzw. Tc2 zu addieren sind, die die Geschwindigkeitsregeleinheiten 12 und 22 ausgeben, damit eine Spannung zwischen einem vom ersten Motor 15 angetriebenen Zahnrad und dem anderen vom zweiten Motor 25 angetriebenen Zahnrad erhalten bleibt. Drehen sich der erste Motor 15 und der zweite Motor 25 in der gleichen Richtung, siehe das Beispiel in 1, so besitzen die Vorbelastungsdrehmomentwerte, die als Zuschläge zu den Ausgabedrehmomentwerten Tc1 und Tc2 zu addieren sind, voneinander verschiedene Vorzeichen (ein Vorbelastungswert ist positiv, der andere Vorbelastungswert ist negativ). Drehen sich der erste Motor 15 und der zweite Motor 25 in einander entgegengesetzte Richtungen, so haben die Vorbelastungsdrehmomentwerte, die als Zuschläge zu den Ausgabedrehmomentwerten Tc1 und Tc2 zu addieren sind, das gleiche Vorzeichen.The preload torque values + Pre and -Pre are fixed supplements to be added to the torque values Tc1 and Tc2, respectively, which are the speed control units 12 and 22 output a voltage between one of the first motor 15 driven gear and the other of the second motor 25 driven gear is maintained. Turn the first engine 15 and the second engine 25 in the same direction, see the example in 1 Thus, the preload torque values to be added as supplements to the output torque values Tc1 and Tc2 are different from each other (one preload value is positive, the other preload value is negative). Turn the first engine 15 and the second engine 25 in opposite directions, the preload torque values to be added as supplements to the output torque values Tc1 and Tc2 have the same sign.

Die Vorbelastungsdrehmomentwerte können sprunghaft zu den Ausgabedrehmomentwerten Tc1 und Tc2 addiert werden, oder sie können beim Addieren gemäß einer vorgeschriebenen Zeitkonstante allmählich zunehmen. Werden die Vorbelastungs drehmomentwerte beim Addieren gemäß einer vorgeschriebenen Zeitkonstante allmählich vergrößert, so lässt sich ein mechanischer Stoß vermeiden. Daher weist die Kompensiervorrichtung 6 eine Zeitkonstantenschaltung auf, die es erlaubt, die Vorbelastungsdrehmomentwerte so zu addieren, dass sie gemäß einer vorgeschriebenen Zeitkonstante allmählich zunehmen.The preload torque values may be added abruptly to the output torque values Tc1 and Tc2, or they may increase gradually in accordance with a prescribed time constant. If the preload torque values are gradually increased upon adding according to a prescribed time constant, mechanical shock can be avoided. Therefore, the compensating device 6 a time const circuit, which allows to add the preload torque values so as to gradually increase according to a prescribed time constant.

3A bis 3C zeigen das Hinzufügen der Vorbelastungsdrehmomentwerte ausgehend von einer vorgeschriebenen Zeitkonstante. 3A zeigt einen Zustand, in dem die Ritzel 16 und 26 den angetriebenen Körper 4 nicht berühren und die zu addierenden Vorbelastungsdrehmomentwerte +Pre und –Pre klein sind. 3B zeigt einen Zustand, in dem die Ritzel 16 und 26 gerade beginnen, den angetriebenen Körper 4 zu berühren und die zu addierenden Vorbelastungsdrehmomentwerte +Pre und –Pre noch klein sind. 3C zeigt einen Zustand, in dem die Ritzel 16 und 26 in den angetriebenen Körper 4 eingreifen und die zu addierenden Vorbelastungsdrehmomentwerte +Pre und –Pre größer sind. Werden die zu addierenden Vorbelastungsdrehmomentwerte in dieser Weise ausgehend von einer Zeitkonstante nach und nach vergrößert, so lässt sich der mechanische Stoß abmildern, der auftritt, wenn die Ritzel 16 und 26 den angetriebenen Körper 4 berühren. 3A to 3C show the addition of the preload torque values from a prescribed time constant. 3A shows a condition in which the pinions 16 and 26 the driven body 4 do not touch and the preload torque values + Pre and -Pre to be added are small. 3B shows a condition in which the pinions 16 and 26 just start the powered body 4 and the pre-load torque values + Pre and -Pre to be added are still small. 3C shows a condition in which the pinions 16 and 26 in the powered body 4 engage and the pre-load torque values + Pre and -Pre to be added are larger. If the preload torque values to be added in this manner are gradually increased on the basis of a time constant, the mechanical shock which occurs when the pinions can be mitigated can be alleviated 16 and 26 the driven body 4 touch.

4A bis 4D zeigen die zeitlichen Änderungen in einem Vorbelastungsdrehmomentwert, den die Kompensiervorrichtung 6 in 1 erzeugt. 4A to 4D show the temporal changes in a preload torque value that the compensator 6 in 1 generated.

4A zeigt ein Beispiel, bei dem ein Vorbelastungsdrehmoment sprungartig hinzugefügt wird. 4B zeigt ein Beispiel, bei dem ein Vorbelastungsdrehmoment rampenförmig hinzugefügt wird. 4C zeigt ein Beispiel, bei dem ein Vorbelastungsdrehmoment in zweifach geradliniger Form hinzugefügt wird. 4D zeigt ein Beispiel, bei dem ein Vorbelastungsdrehmoment exponentiell hinzugefügt wird. Die in 4B bis 4D dargestellten Vorbelastungsdrehmomente erhält man, indem man die Zeltkonstantenschaltung für die Kompensiervorrichtung 6 bereitstellt (siehe 1). 4A FIG. 15 shows an example in which a preload torque is abruptly added. 4B shows an example in which a preload torque is added in a ramp. 4C shows an example in which a preload torque is added in a doubly rectilinear form. 4D FIG. 14 shows an example in which a preload torque is added exponentially. In the 4B to 4D Vorbelastungsdrehmomente shown obtained by the tent constant circuit for the compensation device 6 provides (see 1 ).

Nimmt man die Vorbelastungsdrehmomente weg, so fallen die Kurvenverläufe in 4A bis 4D abgebildet ab; dies ist nicht dargestellt.If the preload torques are removed, the curves are included 4A to 4D shown off; this is not shown.

5 zeigt ein Blockdiagramm des Motorreglers, der die beschriebene Positions-Tandemregelung (in 1) vornimmt. Die Abbildung zeigt die Anordnung nur skizzenhaft, da sich die Konfiguration nicht von herkömmlichen Servocontrollern unterscheidet. 5 shows a block diagram of the engine controller, the described position tandem control (in 1 ). The figure shows the arrangement only sketchy, since the configuration does not differ from conventional servo controllers.

Der Motorregler besitzt eine numerische Steuerung (CNC) 100 als Hostcontroller, einen gemeinsam genutzten Speicher 101 und eine digitale Servoschaltung 102, die einen Prozessor (CPU), ein ROM, ein RAM und weitere Komponenten enthält. Die Servoverstärker 14 und 24, die die Tandemregelung vornehmen, und die Transistorwechselrichter und weitere Komponenten enthalten, empfangen einen Spannungsbefehl von der digitalen Servoschaltung 102 und liefern einen Motoransteuerstrom für die Servomotoren 15 und 25. Die Erfassungswerte aus den Geschwindigkeitsdetektoren 17 und 27, die an den Servomotoren 15 und 25 befestigt sind, und die Erfassungswerte aus den Positionsdetektoren 18 und 28, die die Position des angetriebenen Körpers (bewegliches Teil) oder die Positionen der Servomotoren 15 und 25 erfassen, werden auf die digitale Servoschaltung 102 zurückgeführt.The motor controller has a numerical control (CNC) 100 as a host controller, a shared memory 101 and a digital servo circuit 102 which includes a processor (CPU), a ROM, a RAM and other components. The servo amplifiers 14 and 24 , which perform the tandem control and include the transistor inverters and other components, receive a voltage command from the digital servo circuit 102 and provide a motor drive current for the servomotors 15 and 25 , The detection values from the speed detectors 17 and 27 that are connected to the servomotors 15 and 25 are fixed, and the detection values from the position detectors 18 and 28 , the position of the driven body (moving part) or the positions of the servomotors 15 and 25 capture, be on the digital servo circuit 102 recycled.

Die numerische Steuerung 100 gibt als Hostcontroller einen Positionsbefehl oder einen Bewegungsbefehl MCMD, der eine Differenz zwischen Positionsbefehlen ist, aus und schreibt ihn in den gemeinsam genutzten Speicher 101, und zwar für den Servomotor einer jeden Achse in jedem vorgeschriebenen Zyklus abhängig von einem Betriebsprogramm oder einer ähnlichen Vorgabe.The numerical control 100 As a host controller, issues a position command or a motion command MCMD that is a difference between position commands and writes it in the shared memory 101 for each axis servo motor in each prescribed cycle depending on an operating program or similar specification.

Führt der Motorregler in 5 die Tandemregelung der Servomotoren 15 und 25 aus, so wird der Wert des Positionsbefehls oder Bewegungsbefehls MCMD für einen Servomotor 15 dem Wert des Positionsbefehls oder Bewegungsbefehls MCMD für den anderen Servomotor angeglichen. Der Prozessor (CPU) der digitalen Servoschaltung 102 liest den Positionsbefehl oder den Bewegungsbefehl MCMD, nimmt die genannte Positionsregelung, Geschwindigkeitsregelung und Stromregelung in jedem vorgeschriebenen Zyklus vor und steuert die Servomotoren 15 und 25 über die Servoverstärker 14 und 24 an.Introduces the engine controller 5 the tandem control of the servomotors 15 and 25 off, the value of the position command or movement command MCMD becomes a servomotor 15 matched to the value of the position command or movement command MCMD for the other servomotor. The processor (CPU) of the digital servo circuit 102 reads the position command or the movement command MCMD, performs the aforementioned position control, speed control and current control every prescribed cycle, and controls the servomotors 15 and 25 via the servo amplifier 14 and 24 at.

6 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Prozedur erläutert, die der Prozessor (CPU) der digitalen Servoschaltung 102 in 5 in jedem Positions- bzw. Geschwindigkeitsregelzyklus vornimmt, wenn die Vorrichtung 5 zum gemeinsamen Verwenden eines Geschwindigkeitsintegrierers (siehe 1) mit der digitalen Servoschaltung 102 verwendet wird. Im Weiteren wird die Verarbeitung in jedem Schritt beschrieben. 6 FIG. 12 is a flowchart explaining a procedure that the processor (CPU) of the digital servo circuit. FIG 102 in 5 in each position control cycle when the device 5 for sharing a speed integrator (see 1 ) with the digital servo circuit 102 is used. In the following, the processing in each step will be described.

[Schritt S1] Der vom Hostcontroller 100 spezifizierte Bewegungsbefehl MCMD wird gelesen, die Positionsrückführwerte (Position FB1 und Position FB2) von den Positionsdetektoren 18 und 28 werden gelesen, und die Positionsschleifenverarbeitung erfolgt in herkömmlicher Weise, damit man die Geschwindigkeitsbefehle VCMD1 und VCMD2 für die Motoren 15 und 25 erhält.[Step S1] The one from the host controller 100 specified motion command MCMD is read, the position feedback values (position FB1 and position FB2) from the position detectors 18 and 28 are read, and the position loop processing is done in a conventional manner to give the speed commands VCMD1 and VCMD2 to the motors 15 and 25 receives.

[Schritt S2] Die Geschwindigkeitsrückführgrößen (Geschwindigkeit FB1 und Geschwindigkeit FB2), die die Geschwindigkeitsdetektoren 17 und 27 zurückführen, werden als VFB1 bzw. VFB2 gespeichert.[Step S2] The speed feedback quantities (speed FB1 and speed FB2) representing the speed detectors 17 and 27 are stored as VFB1 and VFB2, respectively.

[Schritt S3] Die Geschwindigkeitsrückführgrößen VFB1 und VFB2 werden von den Geschwindigkeitsbefehlen VCMD1 und VCMD2 subtrahiert, die man in der Positionsregelung im Schritt S1 erhält, um die Geschwindigkeitsabweichungen VER1 und VER2 zu bestimmen.[Step S3] The speed feedback quantities VFB1 and VFB2 are determined by the velocity commands VCMD1 and VCMD2 subtracted in the position control in step S1 receives the speed deviations VER1 and VER2 to determine.

[Schritt S4] Die im Schritt S3 erhaltene Geschwindigkeitsabweichung VER1 (die Geschwindigkeitsabweichung des ersten Motorregelsystems) wird zu dem Register addiert, das die Summe (den Integralwert IVER1 des ersten Motorregelsystems) der Geschwindigkeitsabweichungen VER1 speichert, die früher ermittelt wurden, d. h. der Wert des Registers wird aktualisiert.[Step S4] The velocity deviation VER1 obtained in step S3 (the speed deviation of the first engine control system) becomes too is added to the register which is the sum (the integral value IVER1 of the first engine control system) of the speed deviations VER1 stored earlier, d. H. the value of the register is updated.

[Schritt S5] Der Integralwert IVER2 des zweiten Motorregelsystems wird durch den Registerwert (Integralwert IVER1) überschrieben, der im vorhergehenden Schritt S4 aktualisiert wurde.[Step S5] The integral value IVER2 of the second motor control system is replaced by the register value (integral value IVER1) overwritten, the was updated in the previous step S4.

[Schritt S6] Den Drehmomentbefehl (Strombefehl) TCMD1 des ersten Motorregelsystems erhält man durch den Ausdruck TCMD1 = Ki·IVER1 + Kp·VER1, den Drehmomentbefehl (Strombefehl) TCMD2 des zweiten Motorregelsystems erhält man durch den Ausdruck TCMD2 = Ki·IVER2 + Kp·VER2. Die erhaltenen Strombefehle TCMD1 und TCMD2 werden an eine Stromschleifenverarbeitung geliefert, und die Verarbeitung im aktuellen Positions- bzw. Geschwindigkeitsregelzyklus ist abgeschlossen. Die Verarbeitung im Schritt S5 gleicht den Integralwert IVER2 des zweiten Motorregelsystems an den Integralwert IVER1 des ersten Motorregelsystems an.[Step S6] The torque command (current command) TCMD1 of the first motor control system one obtains by the expression TCMD1 = Ki · IVER1 + Kp · VER1, the torque command (current command) TCMD2 of the second engine control system is obtained by the expression TCMD2 = Ki · IVER2 + Kp · VER2. The received current commands TCMD1 and TCMD2 are supplied to a current loop processing, and the processing in the current position or speed control cycle is closed. The processing in step S5 equals the integral value IVER2 of the second motor control system to the integral value IVER1 of the first Engine control system on.

Im Folgenden wird anhand von 7 bis 12 ein Verarbeitungsalgorithmus beschrieben, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment gemäß einer vorgeschriebenen Zeitkonstante steigt oder fällt, wobei die digitale Servoschaltung 102 in 5 verwendet wird.The following is based on 7 to 12 A processing algorithm is described which causes a pre-load torque to increase or decrease according to a prescribed time constant, wherein the digital servo circuit 102 in 5 is used.

7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsalgorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment rampenförmig ansteigt, siehe 4B, 8 zeigt ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsalgorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment rampenförmig abfällt. Die Verarbeitung in 7 beginnt damit, dass die Kompensiervorrichtung 6 (siehe 1) ein Erregungssignal von einem Hostcontroller erhält. Die Verarbeitung in 8 beginnt, wenn die Kompensiervorrichtung 6 das Erregungssignal nicht mehr empfängt. 7 FIG. 12 shows a flowchart of a processing algorithm that causes a preload torque to ramp up, see FIG 4B . 8th FIG. 12 shows a flowchart of a processing algorithm that causes a bias torque to ramp down. Processing in 7 starts with that compensating device 6 (please refer 1 ) receives an excitation signal from a host controller. Processing in 8th starts when the compensating device 6 no longer receives the excitation signal.

Es wird nun zuerst anhand des Flussdiagramms in 7 die Verarbeitung beschrieben, die bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment rampenförmig ansteigt.It will now be described first in the flowchart in 7 describe the processing that causes a preload torque to ramp up.

[Schritt SA1] Ein Index i wird auf den Wert 1 initialisiert.[Step SA1] An index i is initialized to the value 1.

[Schritt SA2] Eine Zeitkonstante τ wird durch eine Abtastzeit T dividiert, damit man eine Anzahl der Wiederholungen KNT erhält.[Step SA2] A time constant τ is determined by a sampling time T divided so that you get a number of repetitions KNT.

[Schritt SA3] Der Einstellwert Set Value, der der Absolutwert des Maximalwerts eines Vorbelastungsdrehmoments ist, wird aus der digitalen Servoschaltung 102 gelesen. Dieser Einstellwert Set Value ist in einer Speichervorrichtung der digitalen Servoschaltung 102 abgelegt.[Step SA3] The set value set value, which is the absolute value of the maximum value of a preload torque, becomes the digital servo circuit 102 read. This set value Set Value is in a memory device of the digital servo circuit 102 stored.

[Schritt SA4] Es wird festgestellt, ob der Index i größer ist als die Anzahl der Wiederholungen KNT; ist er größer, so geht die Verarbeitung zum Schritt SA8 über. Andernfalls fährt die Verarbeitung mit dem Schritt SA5 fort.[Step SA4] It is determined if the index i is larger is KNT as the number of repetitions; is he bigger, so processing transfers to step SA8. Otherwise the processing proceeds to step SA5.

[Schritt SA5] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird mit Hilfe des Ausdrucks Preload = (i/KNT)·(Set Value) berechnet, wobei ”i” der Wert des Index i ist, KNT die Anzahl der Wiederholungen und Set Value der im Schritt SA3 gelesene Wert.[Step SA5] The preload torque value Preload is determined using the Expression Preload = (i / KNT) · (Set Value), where "i" is the value of the index i, KNT is the number of repetitions and set value the value read in step SA3.

[Schritt SA6] Der im Schritt SA5 oder SA8 erhaltene Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird ausgegeben.[Step SA6] The preload torque value obtained in step SA5 or SA8 Preload is issued.

[Schritt SA7] Der vorhergehende Index i wird um 1 erhöht, d. h. (i + 1) ist der neue aktuelle Index i, und die Verarbeitung kehrt zum Schritt SA3 zurück.[Step SA7] The previous index i is incremented by 1, i. H. (i + 1) is the new current index i, and processing reverses back to step SA3.

[Schritt SA8] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird auf den im Schritt SA3 gelesenen Einstellwert Set Value gesetzt. Überschreitet also der Index i die Anzahl Wiederholungen KNT, so wird der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload auf den im Schritt SA3 gelesenen Wert Set Value gesetzt.[Step SA8] The preload torque value preload is set to the value in step SA3 set value Set Value set. Exceeds, then the index i is the number of repetitions KNT, then the preload torque value becomes Preload set to value Set Value read in step SA3.

Es wird nun anhand des Flussdiagramms in 8 die Verarbeitung beschrieben, die bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment rampenförmig fällt.It will now be explained with reference to the flow chart in FIG 8th describe the processing that causes a preload torque to ramp down.

[Schritt SB1] Ein Index j wird auf den Wert 1 initialisiert.[Step SB1] An index j is initialized to the value 1.

[Schritt S62] Die Zeitkonstante τ wird durch die Abtastzeit T dividiert, damit man die Anzahl der Wiederholungen KNT erhält.[Step S62] The time constant τ is divided by the sampling time T, to get the number of repetitions KNT.

[Schritt SB3] Der Einstellwert Set Value, der der Absolutwert des Maximalwerts des Vorbelastungsdrehmoments ist, wird aus der Speichervorrichtung der digitalen Servoschaltung 102 gelesen.[Step SB3] The set value set value, which is the absolute value of the maximum value of the preload torque, becomes the digital servo circuit memory device 102 read.

[Schritt SB4] Es wird festgestellt, ob der Index j größer ist als die Anzahl der Wiederholungen KNT; ist er größer, so geht die Verarbeitung zum Schritt SB8 über. Andernfalls fährt die Verarbeitung mit dem Schritt SB5 fort.[Step SB4] It is determined whether the In dex j is greater than the number of repetitions KNT; if it is larger, the processing proceeds to step SB8. Otherwise, the processing proceeds to step SB5.

[Schritt SB5] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird mit Hilfe des Ausdrucks Preload = ((KNT – j)/KNT)·(Set Value) berechnet, wobei ”j” der Wert des Index j ist, KNT die Anzahl der Wiederholungen und Set Value der im Schritt SB3 gelesene Wert.[Step SB5] The preload torque value Preload is calculated using the Expression Preload = ((KNT - j) / KNT) · (Set Value) calculated, where "j" is the value of the index j, KNT the number of repetitions and set value of step SB3 read value.

[Schritt SB6] Der im Schritt SB5 oder SB8 erhaltene Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird ausgegeben.[Step SB6] The preload torque value obtained in step SB5 or SB8 Preload is issued.

[Schritt S67] Der vorhergehende Index j wird um 1 erhöht, d. h. (j + 1) ist der neue aktuelle Index j, und die Verarbeitung kehrt zum Schritt SB3 zurück.[Step S67] The previous index j is incremented by 1, i. H. (j + 1) is the new current index j, and processing returns back to step SB3.

[Schritt SB8] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird auf 0 gesetzt. Überschreitet also der Index j die Anzahl der Wiederholungen KNT, so wird der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload auf 0 gesetzt.[Step SB8] The preload torque value Preload is set to 0. Exceeds, then the index j is the number of repetitions KNT, then the preload torque value becomes Preload set to 0.

Im Weiteren wird die Vorgehensweise zum Zufügen eines Vorbelastungsdrehmoments in zweifach geradliniger Form anhand des Flussdiagramms in 9 beschrieben.Hereinafter, the procedure for adding a preload torque in a double-rectilinear form will be described with reference to the flowchart in FIG 9 described.

[Schritt SC1] N Sätze erster Register Pi (i = 1 bis N) und M Sätze zweiter Register Qi (I = 1 bis M) werden mit 0 initialisiert, wobei N plus M gleich der Anzahl der Wiederholungen KNT ist (= Zeitkonstante τ/Abtastzeit T).[Step SC1] N sets of first registers Pi (i = 1 to N) and M sets second register Qi (I = 1 to M) are initialized with 0, where N plus M is equal to the number of repetitions KNT (= time constant τ / sampling time T).

[Schritt SC2] Der Einstellwert Set Value, der der Absolutwert des Maximalwerts eines Vorbelastungsdrehmoments ist, wird aus der Speichervorrichtung der digitalen Servoschaltung 102 gelesen.[Step SC2] The set value set value, which is the absolute value of the maximum value of a preload torque, becomes the digital servo circuit memory device 102 read.

[Schritt SC3] Die in den ersten Registern Pi (N = N – 1 bis 1) gespeicherten Datenelemente werden in die Register Pi + 1 geschoben, wobei jedes Register einen Index hat, der um 1 größer ist als der Index der Quelle, und zwar in absteigender Reihenfolge des Index. D. h., das Datenelement im Register PN-1 wird in das benachbarte Register PN geschoben, das Datenelement im Register PN-2 in das Register PN-1, ..., das Datenelement im Register P1 in das Register P2.[Step SC3] The ones stored in the first registers Pi (N = N - 1 to 1) Data elements are pushed into registers Pi + 1, with each register has an index greater by 1 than the index the source, in descending order of the index. Ie., the data item in register PN-1 is in the adjacent register PN pushed the data item in the register PN-2 in the register PN-1, ..., the data element in the register P1 in the register P2.

[Schritt SC4] Es wird festgestellt, ob ein Erregungssignal, das das Addieren einer Vorbelastung spezifiziert, ausgegeben wird. Wird das Signal ausgegeben, so geht die Verarbeitung mit dem Schritt SC5 weiter. Andernfalls geht die Verarbeitung im Schritt SC10 weiter.[Step SC4] It is determined whether an excitation signal is added specified a preload is issued. Will the signal outputted, the processing proceeds to step SC5. Otherwise, the processing proceeds to step SC10.

[Schritt SC5] Der im Schritt SC2 gelesene Einstellwert Set Value wird im Register P1 gespeichert, und die Verarbeitung schreitet zum Schritt SC6 fort.[Step SC5] The set value Set Value read in step SC2 is written in Register P1 is stored, and the processing proceeds to the step SC6 continues.

[Schritt SC6] Die in den zweiten Registern Qi (i = M – 1 bis 1) abgefegten Datenelemente werden in die Register Qi + 1 verschoben, wobei jedes Register einen Index hat, der um 1 größer ist als der Index der Quelle, und zwar in absteigender Reihenfolge des Index. D. h., das Datenelement im Register QM11 wird in das Register QM geschoben, das Datenelement im Register QM-2 in das Register QM-1, ..., das Datenelement im Register Q1 in das Register Q2.[Step SC6] The in the second registers Qi (i = M - 1 to 1) swept data elements are moved to registers Qi + 1, where each register has an index that is larger by one is the index of the source, in descending order of the Index. That is, the data item in register QM11 is placed in the register QM pushed the data item in register QM-2 into the register QM-1, ..., the data element in register Q1 into the register Q2.

[Schritt SC7] Die in den ersten Registern Pi (1 = 1 bis N) abgelegten Datenelemente werden aufsummiert, und das Ergebnis wird durch N dividiert, d. h. durch die Anzahl der ersten Register, damit man die Daten erhält, die im zweiten Register Q1 zu speichern sind. D. h., man erhält Q1 durch die Gleichung Q1 = [P1 + P2 ... + PN]/N.[Step SC7] The data elements stored in the first registers Pi (1 = 1 to N) are summed up and the result is divided by N, i. H. by the number of first registers to get the data, which are to be stored in the second register Q1. That is, you get Q1 by the equation Q1 = [P1 + P2 ... + PN] / N.

[Schritt SC8] Die in den zweiten Registern Qi (1 = 1 bis M) abgelegten Datenelemente werden aufsummiert, und das Ergebnis wird durch M dividiert, d. h. durch die Anzahl der zweiten Register, damit man den Vorbelastungsdrehmomentwert Preload erhält.[Step SC8] The data elements stored in the second registers Qi (1 = 1 to M) are summed up and the result is divided by M, i. H. by the number of second registers to give the preload torque value Preload receives.

[Schritt SC9] Der im Schritt SC8 erhaltene Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird ausgegeben, und die Verarbeitung kehrt zum Schritt SC2 zurück.[Step SC9] The preload torque value Preload obtained in step SC8 is output, and the processing returns to step SC2.

[Schritt SC10] im Register P1 wird ein Wert von 0 gespeichert.[Step SC10] in register P1 a value of 0 is stored.

10 zeigt ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsalgorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment exponentiell ansteigt, siehe 4D. 11 zeigt ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsalgorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment exponentiell abfällt. Die Verarbeitung in 10 beginnt, wenn die Kompensiervorrichtung 6 (siehe 1) ein Erregungssignal von einem Hostcontroller empfängt. Die Verarbeitung in 11 beginnt, sobald die Kompensiervorrichtung 6 das Erregungssignal nicht mehr empfängt. 10 FIG. 12 shows a flowchart of a processing algorithm that causes a preload torque to increase exponentially, see FIG 4D , 11 FIG. 12 shows a flowchart of a processing algorithm that causes a bias torque to exponentially decay. Processing in 10 starts when the compensating device 6 (please refer 1 ) receives an excitation signal from a host controller. Processing in 11 starts as soon as the compensating device 6 no longer receives the excitation signal.

Es wird zuerst die Verarbeitung beschrieben, die bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment exponentiell ansteigt, und zwar anhand des Flussdiagramms in 10.First, the processing that causes a pre-load torque to increase exponentially will be described with reference to the flowchart in FIG 10 ,

[Schritt SD1] Der Index i wird auf den Wert 1 initialisiert.[Step SD1] The index i is initialized to the value 1.

[Schritt SD2] Die Zeitkonstante τ wird durch die Abtastzeit T dividiert, damit man die Anzahl der Wiederholungen KNT erhält.[Step SD2] The time constant τ is divided by the sampling time T to give the number of times Repetitions KNT receives.

[Schritt SD3] Der Einstellwert Set Value, der der Absolutwert des Maximalwerts des Vorbelastungsdrehmoments ist, wird aus der Speichervorrichtung der digitalen Servoschaltung 102 gelesen.[Step SD3] The set value set value, which is the absolute value of the maximum value of the pre-load torque, becomes the digital servo circuit memory device 102 read.

[Schritt SD4] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird mit Hilfe der Gleichung Preload = (1 – exp(–i/KNT))·(Set Value) berechnet, wobei Set Value der im Schritt SD3 gelesene Wert ist, ”i” der Wert des Index i, und KNT die im Schritt SD2 berechnete Anzahl der Wiederholungen.[Step SD4] Preload preload torque value is determined using the Equation Preload = (1-exp (-i / KNT)) · (Set Value), where Set Value is the value read in step SD3 is "i" the value of the index i, and KNT the value of the Step SD2 calculated number of repetitions.

[Schritt SD5] Der im Schritt SD4 berechnete Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird ausgegeben.[Step SD5] The preload torque value Preload calculated in step SD4 is output.

[Schritt SD6] Der vorhergehende Index i wird um 1 erhöht, d. h. (i + 1) ist der neue aktuelle Index i, und die Verarbeitung kehrt zum Schritt SD3 zurück.[Step SD6] The previous index i is incremented by 1, i. H. (i + 1) is the new current index i, and processing reverses back to step SD3.

Im Weiteren wird die Verarbeitung beschrieben, die bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment exponentiell abfällt, und zwar anhand des Flussdiagramms in 11.Hereinafter, the processing that causes a pre-load torque to decrease exponentially will be described with reference to the flowchart in FIG 11 ,

[Schritt SE1] Der Index j wird auf den Wert 1 initialisiert.[Step SE1] The index j is initialized to the value 1.

[Schritt SE2] Die Zeitkonstante τ wird durch die Abtastzeit T dividiert, damit man die Anzahl der Wiederholungen KNT erhält.[Step SE2] The time constant τ is divided by the sampling time T, to get the number of repetitions KNT.

[Schritt SE3] Der Einstellwert Set Value, der der Absolutwert des Maximalwerts des Vorbelastungsdrehmoments ist, wird aus der Speichervorrichtung der digitalen Servoschaltung 102 gelesen.[Step SE3] The set value set value, which is the absolute value of the maximum value of the preload torque, becomes the digital servo circuit memory device 102 read.

[Schritt SE4] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird mit Hilfe der Gleichung Preload = exp(–j/KNT)·(Set Value) berechnet, wobei Set Value der im Schritt SE3 gelesene Wert ist, ”j” der Wert des Index j, und KNT die im Schritt SE2 berechnete Anzahl der Wiederholungen.[Step SE4] The preload torque value Preload is calculated using the Equation Preload = exp (-j / KNT) · (set value), where Set Value is the value read in step SE3, "j" is the value of index j, and KNT the number of repetitions calculated in step SE2.

[Schritt SE5] Der im Schritt SE4 berechnete Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird ausgegeben.[Step SE5] The preload torque value Preload calculated in step SE4 is output.

[Schritt SE6] Der vorhergehende Index j wird um 1 erhöht, d. h. (j + 1) ist der aktuelle Index j, und die Verarbeitung kehrt zum Schritt SE3 zurück.[Step SE6] The previous index j is incremented by 1, i. H. (j + 1) is the current index j, and processing returns Step SE3 back.

12 zeigt ein Flussdiagramm eines Verarbeitungsalgorithmus, der bewirkt, dass ein Vorbelastungsdrehmoment gemäß einer Exponentialfunktion ansteigt oder abfällt, wobei der Anstieg bzw. Abfall des Vorbelastungsdrehmoments in einfacher Weise berechnet wird. 12 FIG. 12 shows a flowchart of a processing algorithm that causes a pre-load torque to increase or decrease according to an exponential function, wherein the increase or decrease of the pre-load torque is easily calculated.

[Schritt SF1] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload und das Register zum Speichern des vorhergehenden Werts Previous Value werden mit 0 initialisiert.[Step SF1] The preload torque value Preload and the register for Saving the previous value Previous Value will be initialized with 0.

[Schritt SF2] Der Einstellwert Set Value, der der Absolutwert des Maximalwerts eines Vorbelastungsdrehmoments ist, wird aus der Speichervorrichtung der digitalen Servoschaltung 102 gelesen.[Step SF2] The set value set value, which is the absolute value of the maximum value of a preload torque, becomes the digital servo circuit memory device 102 read.

[Schritt SF3] Es wird festgestellt, ob ein Erregungssignal, das das Addieren einer Vorbelastung spezifiziert, ausgegeben wird. Wird das Signal ausgegeben, so geht die Verarbeitung mit dem Schritt SF4 weiter. Andernfalls geht die Verarbeitung im Schritt SF7 weiter.[Step SF3] It is determined if an excitation signal is added specified a preload is issued. Will the signal outputted, the processing proceeds to step SF4. Otherwise, the processing proceeds to step SF7.

[Schritt SF4] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird mit Hilfe der Gleichung Preload = k·(Previous Value) + (1 – k)·(Set Value) berechnet, wobei Set Value der im Schritt SF2 gelesene Wert ist, Previous Value der momentane Wert von Previous Value ist, und ”k” ein vorgeschriebener Koeffizient ist (0 < k < 1).[Step SF4] Preload preload torque value is determined using the Equation Preload = k · (Previous Value) + (1 - k) · (Set Value), where Set Value is the value read in step SF2 , Previous Value is the current value of Previous Value, and "k" is prescribed coefficient is (0 <k <1).

[Schritt SF5] Der im Schritt SF4 berechnete Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird ausgegeben.[Step SF5] The preload torque value Preload calculated in step SF4 is output.

[Schritt SF6] Das Register, in dem der vorhergehende Wert Previous Value abgelegt ist, wird auf den Vorbelastungsdrehmomentwert Preload gesetzt, der im Schritt SF5 ausgegeben wurde, und die Verarbeitung kehrt zum Schritt SF2 zurück.[Step SF6] The register in which the previous value Previous Value is stored is set to the preload torque value Preload, output in step SF5, and the processing returns back to step SF2.

[Schritt SF7] Der Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird berechnet, indem der aktuelle Wert von Previous Value mit dem genannten Koeffizienten k multipliziert wird.[Step SF7] The preload torque value Preload is calculated by the current value of Previous Value with the said coefficient k is multiplied.

[Schritt SF8] Der im Schritt SF7 erhaltene Vorbelastungsdrehmomentwert Preload wird ausgegeben.[Step SF8] The preload torque value Preload obtained in step SF7 is output.

[Schritt SF9] Das Register, in dem der vorhergehende Wert Previous Value abgelegt ist, wird auf den Vorbelastungsdrehmomentwert Preload gesetzt, der im Schritt SF8 ausgegeben wurde, und die Verarbeitung kehrt zum Schritt SF2 zurück.[Step SF9] The register in which the previous value Previous Value is stored is set to the preload torque value Preload, output in step SF8, and the processing returns back to step SF2.

Drehen sich der Motor 15 im ersten Regelsystem und der Motor 25 im zweiten Regelsystem bei der Verarbeitung gemäß den Flussdiagrammen in 7 bis 12 in der gleichen Richtung, so werden positive bzw. negative Drehmomentwerte (Pre+ und Pre–) an die Stromregelschleifen (Stromregeleinheiten 13 und 23) ausgegeben, damit eine Spannung zwischen den Zahnrädern erhalten bleibt, die von den Motoren 15 und 25 angetrieben werden. Drehen sich der Motor 15 im ersten Regelsystem und der Motor 25 im zweiten Regelsystem in einander entgegengesetzten Richtungen, so werden Drehmomentwerte mit dem gleichen Vorzeichen (Pre+ und Pre+ oder Pre– und Pre–) an die Stromregelschleifen (Stromregeleinheiten 13 und 23) ausgegeben. In der in 1 dargestellten Ausführungsform drehen sich der Motor 15 im ersten Regelsystem und der Motor 25 im zweiten Regelsystem in der gleichen Richtung, so dass sich das Vorzeichen des Vorbelastungsdrehmomentwerts, der an die Stromregeleinheit 13 des ersten Regelsystems zu liefern ist, vom Vorzeichen des Vorbelastungsdrehmomentwerts unterscheidet, der an die Stromregeleinheit 23 des zweiten Regelsystems zu liefern ist.Turn the engine 15 in the first control system and the engine 25 in the second control system during processing according to the flowcharts in 7 to 12 in the same direction, positive or negative torque values (Pre + and Pre-) are applied to the current control loops (current control units 13 and 23 ) so as to maintain a tension between the gears, that of the motors 15 and 25 are driven. Turn the engine 15 in the first rule system and the Mo gate 25 in the second control system in opposite directions, torque values of the same sign (Pre + and Pre + or Pre- and Pre-) are applied to the current control loops (current control units 13 and 23 ). In the in 1 illustrated embodiment, the engine rotate 15 in the first control system and the engine 25 in the second control system in the same direction, so that the sign of the preload torque value applied to the flow control unit 13 of the first control system, different from the sign of the preload torque value applied to the flow control unit 23 of the second control system is to deliver.

Zusätzlich kann in einem Motorregler, der die Tandemregelung nach 14 vornimmt, die Kompensiervorrichtung 6 mit der Zeitkonstantenschaltung auch dazu verwendet werden, ein Spiel zu verhindern.In addition, in a motor controller, the tandem control after 14 makes the compensating device 6 with the time constant circuit also be used to prevent a game.

Wird eine Vorbelastung in einem Status addiert, in dem die Geschwindigkeitsintegralwerte bei einer Positions-Tandemregelung nach 16 aneinander angeglichen werden, so wird gemäß der Erfindung ein Ausgabedrehmoment nicht auf 0 gesetzt, wodurch man am Spiel zwischen Zahnrädern von Werkzeugmaschinen oder ähnlichen Vorrichtungen verhindern kann.If a preload is added in a state in which the velocity integral values in a position tandem control yield 16 be equalized to one another, according to the invention, an output torque is not set to 0, whereby one can prevent the game between gears of machine tools or similar devices.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- US 5646495 [0003, 0009] - US 5646495 [0003, 0009]
- JP 7-110714 [0006] - JP 7-110714 [0006]
- JP 2003-79180 [0007] - JP 2003-79180 [0007]
- US 6809493 [0008] - US 6809493 [0008]

Claims

Motorregler, umfassend zwei Motoren (15, 25) zum Antreiben eines angetriebenen Körpers (4), einen Positionsdetektor (18, 28), der eine Position des angetriebenen Körpers (4) erfasst, und einen Geschwindigkeitsdetektor (17, 27), der eine Geschwindigkeit des angetriebenen Körpers (4) oder des Motors erfasst, wobei der Motorregler enthält: ein Regelsystem für jeden der beiden Motoren (15, 25), das beinhaltet: eine Positionsregeleinheit (11, 21), die einen Wert des Geschwindigkeitsbefehls errechnet, und zwar abhängig von einem Positionsabweichungswert, der eine Differenz zwischen einem identischen Positionsbefehlswert, der von einem Hostcontroller (100) eingegeben wird, und einem Positionsrückführwert ist, den der Positionsdetektor (18, 28) zurückführt, und die den berechneten Geschwindigkeitsbefehlswert ausgibt; eine Geschwindigkeitsregeleinheit (12, 22), die den Geschwindigkeitsbefehlswert empfängt, den die Positionsregeleinheit (11, 21) ausgibt, und die einen Drehmomentbefehl ausgehend von dem derart erhaltenen Geschwindigkeitsbefehlswert und von einem Geschwindigkeitsrückführwert berechnet, den der Geschwindigkeitsdetektor (17, 27) zurückführt, und zwar mit Hilfe eines Integrierelements und eines Proportionalelements, und die den berechneten Drehmomentbefehlswert ausgibt; und eine Stromregeleinheit (13, 23), die einen Motoransteuerungsstrom abhängig von dem Drehmomentbefehlswert regelt, den die Geschwindigkeitsregeleinheit (12, 22) ausgibt; ein Mittel, das einen Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit (12, 22) in dem Regelsystem für einen der beiden Motoren (15, 25) an einen Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit (12, 22) in dem Regelsystem für den anderen der beiden Motoren (15, 25) angleicht; und eine Kompensiereinheit (6), die einen Vorbelastungsdrehmomentwert zu jedem der Drehmomentbefehlswerte addiert, die die Geschwindigkeitsregeleinheiten (12, 22) in den Regelsystemen für die beiden Motoren (15, 25) ausgeben, damit ein Spiel zwischen den beiden Motoren unterdrückt wird.Motor controller comprising two motors ( 15 . 25 ) for driving a driven body ( 4 ), a position detector ( 18 . 28 ), a position of the driven body ( 4 ), and a speed detector ( 17 . 27 ), which is a speed of the driven body ( 4 ) or the engine, the engine governor comprising: a control system for each of the two engines ( 15 . 25 ), which includes: a position control unit ( 11 . 21 ) which calculates a value of the velocity command, in response to a position deviation value, which is a difference between an identical position command value output from a host controller ( 100 ) and a position feedback value which the position detector ( 18 . 28 ) and which outputs the calculated velocity command value; a speed control unit ( 12 . 22 ) receiving the speed command value that the position control unit ( 11 . 21 ) and which calculates a torque command from the speed command value thus obtained and from a speed feedback value which the speed detector (12) 17 . 27 ), with the aid of an integrating element and a proportional element, and which outputs the calculated torque command value; and a flow control unit ( 13 . 23 ) that controls a motor drive current depending on the torque command value that the speed control unit ( 12 . 22 ) outputs; means comprising an output value of the integrating element of the speed control unit ( 12 . 22 ) in the control system for one of the two engines ( 15 . 25 ) to an output value of the integrating element of the cruise control unit ( 12 . 22 ) in the control system for the other of the two engines ( 15 . 25 ); and a compensating unit ( 6 ) which adds a preload torque value to each of the torque command values that the speed control units ( 12 . 22 ) in the control systems for the two engines ( 15 . 25 ) to suppress play between the two motors.

Motorregler nach Anspruch 1, wobei die Kompensiervorrichtung (6) eine Zeitkonstantenschaltung aufweist, die es erlaubt, den zu addierenden Vorbelastungsdrehmomentwert abhängig von einer vorgeschriebenen Zeitkonstante allmählich zu erhöhen.Motor controller according to claim 1, wherein the compensating device ( 6 ) has a time constant circuit which allows to gradually increase the pre-load torque value to be added depending on a prescribed time constant.

Motorregler nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (5), die die Ausgabewerte der Integrierelemente aneinander angleicht, eine Integrierelement-Kopiervorrichtung ist, die den Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit (12, 22) in dem Regelsystem für einen der beiden Motoren (15, 25) auf den Ausgabewert des Integrierelements der Geschwindigkeitsregeleinheit (12, 22) in dem Regelsystem für den anderen der beiden Motoren (15, 25) kopiert.Motor controller according to claim 1, wherein the device ( 5 ), which adjusts the output values of the integrating elements to each other, is an integrating element copying device which determines the output value of the integrating element of the speed control unit ( 12 . 22 ) in the control system for one of the two engines ( 15 . 25 ) to the output value of the integrating element of the cruise control unit ( 12 . 22 ) in the control system for the other of the two engines ( 15 . 25 ) copied.